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On the osculating plane of a skewed cubic - MaRDI portal

On the osculating plane of a skewed cubic (Q1556576)

From MaRDI portal





scientific article; zbMATH DE number 2714506
Language Label Description Also known as
English
On the osculating plane of a skewed cubic
scientific article; zbMATH DE number 2714506

    Statements

    On the osculating plane of a skewed cubic (English)
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    1877
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    Im Hinweis auf eine Arbeit von Appell, welche ein System von Polen und Polarebenen bei Raumcurven \(3^{\text{ter}}\) Ordnung behandelt, betrachtet der Verfasser die Schmiegungsebenen derselben Curven und gelangt so auf anderem Wege zu denselben Resultaten, sowie zu einigen weiteren Folgerungen. Die Gleichungen der Raumcurve in homogenen Coordinaten \(P, P_{1}, P_{2}, P_{3}\) können in folgender Form gegeben sein: \[ \begin{aligned} & P = at^3 + 3bt^2 s + 3cts^2 + ds^3\\ & P_{1} = a't^3 + 3b't^2 s + 3c' ts^{2} + d's^3\\ & P_{2} = a'' t^3 + 3b'' t^2 s + 3c'' ts^2 + d'' s^3\\ & P_{3} = a''' t^{3} + 3b''' t^2 s + 3c''' ts^2 + d''' s^3,\end{aligned} \] so dass jedem Werthe \(\frac{t}{s}\) ein Punkt der Curve entspricht; dann ergiebt sich die Gleichung der Schmiegungsebene im Punkte \(t, s\) in der Form: \[ \left| \begin{matrix} x, & at + bs, & bt + cs, & ct + ds\\ y, & a't + b's, & bcorrespondance't + c's, & c't + d's\\ z, & a''t + b''s, & b''t + c''s, & c''t + d''s\\ u, & a'''t + b'''s, & b''' t + c'''s, & c''' t + d'''s\end{matrix} \right| = 0. \] Diese Gleichung zeigt, dass durch jeden Punkt des Raumes drei Schmiegungsebenen der Curve gehen. Ordnet man dieselbe nach Potenzen von \(s\), so nimmt sie die Form an \[ Xs^3 - Ys^2 t + Zst^2 - Ut^3 = 0, \] von \(X, Y, Z, U\) lineare Functionen von \(xyzu\) sind. Sieht man diese Gössen als neue homogene Coordinaten an, so wird die Gleichung der Curve \[ X = t^3, \; Y = 3t^2 s, \; Z = 3ts^2, \; U = s^3, \] und die Gleichung der abwickelbaren Fläche, welche durch die Tangenten der Curve beschrieben wird, ist die Determinante der Gleichung der Schmiegungsebene. Hat ein bestimmter Punkt der Curve die Parameter \(t', s'\) und die Coordinaten \(X' Y' Z' U'\), so kann man mit Hülfe der letzten Gleichungen die Parameter durch die Coordinaten ausdrücken und erhält die Gleichung der Schmiegungsebene in der Form \[ (XU' - X'U) - \tfrac{1}{3}\; (YZ' - Y'Z) = 0. \] Sieht man in dieser Gleichung \(XYZU\) als gegeben an, so drückt sie die Gleichung der Ebene aus, welche durch die Berührungspunkte derjenigen drei Schmiegungsebenen geht, die sich durch einen beliebigen Punkt \(P\) legen lassen. Man kann diese Ebene die Polarebene des Punktes \(P\) nennen, und die Form der Gleichung zeigt, dass wenn \(Q\) ein Punkt der Polarebene von \(P\) ist, auch reciprok \(P\) ein Punkt der Polarebene von \(Q\) ist. Auch zeigt die letzte Gleichung, dass die Polarebene eines Punktes \(P\) diejenige Gerade enthält, welche durch \(P\) geht und zwei gewisse Gegenkanten des Tetraeders \[ X = 0, \; Y = 0, \; Z = 0, \; U = 0 \] schneidet. Dieselbe Gleichung kann auch als die Darstellung eines Complexes ersten Grades angesehen werden, der in besonderer Beziehung zur Curve steht. Vermöge einer linearen Substitution \[ \begin{aligned} & t = \lambda t_{1} + \lambda' s_{1},\\ & s = \mu t_{1} + \mu' s_{1}\end{aligned} \] erkennt man, dass das Tetraeder \(X = 0, \; Y = 0, \; Z = 0, \; U = 0\) auf unendlich vielfache Weise durch ein anderes ersetzt werden kann. Hieraus wird nun noch eine weitere Reihe von Sätzen gewonnen, welche sich auf die Eigenschaften der Schmiegungsebenen beziehen, so z. B. der Chasles'sche Satz, dass die Schaaren der Schmiegungsebenen auf den Tangenten der Raumcurve projectivische Punktreihen bestimmen; ferner der Satz: Wenn vier Punkte \(ABCD\) gegeben sind und in der Ebene \(ABC\) ein Kegelschnitt \(\alpha\), der \(AB\) in \(A, BC\) in \(B\) berührt, ebenso in der Ebene \(BCD\) ein Kegelschnitt \(\delta\), der \(CD\) in \(D\) und \(BC\) in \(B\) berührt, dass giebt es eine Raumcurve \(3^{\text{ten}}\) Grades, welche \(AB\) in \(A, CD\) in \(D\) berührt, deren Schniegungsebenen in \(A\) und \(D\) die Ebenen \(ABC\) und \(BCD\) sind, und deren abwickelbare Tangentenfläche durch die Kegelschnitte \(\alpha\) und \(\delta\) geht. Wenn man von einem Punkte \(Q\), der auf der gemeinsamen Tangente \(BC\) der Kegelschnitte \(\alpha\) und \(\delta\) liegt, die beiden andern Tangenten \(QE\) und \(QF\) zieht, welche \(AB\) und \(CD\) bezüglich in \(P\) und \(R\) treffen, dann ist \(QEF\) eine Schmiegungsebene der Raumcurve, \(EF\) eine Tangente derselben und der Berührungspunkt von \(EF\) liegt harmonisch zum Durchschnittspunkte von \(EF\) und \(QR\) in Bezug auf die Punkte \(E\) und \(F\).
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    cubic
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    space
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    polar
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    tangent
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    Identifiers